9.2 Етапи виконання роботи

1. Зібрати модель ключа з польовим транзистором МОНТ (DNMOS). Включити послідовно навантаження (R, RC, RL), додати джерело напруги живлення та генератор прямокутних імпульсів керування.

2. У Transient- аналізі досягти стабільного режиму включення та виключення МОНТ.

3. Отримати характеристики вихідної та вхідної напруги, вихідного струму та вихідної потужності, що розсіюється.

4. Розрахувати по отриманих характеристиках час вмикання, вимикання, залишкову напругу та опір у відкритому стані, динамічну потужність при вмиканні вимиканні, у відкритому стані.

5. Виконати п.3-4 для при навантаженні RC-типу.

6. Виконати п.3-4 для при навантаженні RL-типу.

7. Порівняти та проаналізувати отримані характеристики.

9.3 Контрольні питання:

1. Фізична структура і модель МОНТ.

2. Призначення електронних ключів.

3. Пояснити фізичні процеси в МОНТ при відкритті.

4. Пояснити фізичні процеси в МОНТ при замиканні.

5. Ефекти негативного зворотного зв’язку, їхній вплив на динамічні властивості ключів.

6. Динамічна та статична потужності.

7. Обмеження області безпечної роботи (ОБР) та траєкторії перемикання при комплексному навантаженні.

8. Особливості проведення аналізу перехідних характеристик.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №10

Тема: Моделі операційних підсилювачів (ОП)

Мета: Дослідити моделі ОП, схему заміщення та систему параметрів

10.1 Основні теоретичні відомості

10.1.1 Макромоделі операційного підсилювача (ОП)

Макромоделі аналогових схем будуються, як правило, поблочно, що відповідає структурі самих схем. Сучасні аналогові ІМС відрізняються регулярністю структури. Це дозволяє виділити як типові наступні каскади: диференціальний підсилювач, відзеркалювач струму, вихідний підсилювач, проміжний підсилювальний каскад за схемою зі спільним емітером. Для типових каскадів розробляються відповідні моделі з врахуванням режимів їхньої роботи. Моделі типових каскадів спільно з рядом джерел, що керуються, утворюють базовий набір макроелементів, що використовуються для оперативного створення макромоделей аналогових та цифро-аналогових приладів.

В бібліотеці SPICE-сумісної програми МС використовується макромоделі трьох рівнів складності:

LEVEL1 – найпростіша лінійна модель, представлена джерелом струму, що керується напругою (рисунок 10.1, а);

LEVEL2 – лінійна трьохкаскадна макромодель, так звана «двохполюсна», що імітує два полюси передатної функції операційного підсилювача, обмеження швидкості наростання вихідної напруги, кінцевий коефіцієнт підсилення із частотою зрізу та кінцевий вихідний опір (рисунок 10.1, б);

LEVEL3 – нелінійна макромодель, яка враховує не тільки обмеження швидкості наростання вихідної напруги, а й значення вихідного опору на постійному та змінному струмах, струм і напругу зміщення, «запас» по фазі на частоті одиничного підсилення, постійність коефіцієнта площі підсилення на АЧХ, коефіцієнт задавлення синфазного сигналу, реальний діапазон вихідної напруги (рисунок 10.1, в).

До набору параметрів моделі першого рівню входять значення коефіцієнта підсилення та вихідного опору.

До набору параметрів моделі третього рівню входять, крім перелічених вище параметрів, ємність корекції, коефіцієнт площі підсилення на АЧХ, коефіцієнт зменшення синфазного сигналу, значення ємності корекції, усього 23 параметри [16]. Макромодель також потребує введення значень напруг живлення, враховуються залежності параметрів вхідного каскаду від температури.

а б

в

Рисунок 10.1 – Макромоделі ОП: а – ОП як ідеальне джерело напруги, керований напругою; б – двополюсна макромодель ОП с нелінійною передаточною характеристикою;

в – макромодель ОП з вхідним диференційним каскадом (модель Бойля)